智能化测控系统设计

11.1智能化测控系统概论智能化测控系统概论l智能化测控系统广泛应用于工农业生产、科智能化测控系统广泛应用于工农业生产、科研、国防、医疗卫生、体育及社会服务等各研、国防、医疗卫生、体育及社会服务等各个领域。它的主要作用有以下几点：个领域。它的主要作用有以下几点：对被测对象的有关物理、化学参量进行信号对被测对象的有关物理、化学参量进行信号采集与处理；采集与处理；以模拟、数字、图表、图像等方式显示记录以模拟、数字、图表、图像等方式显示记录测量和处理结果；测量和处理结果；对有关对象进行有效的控制。对有关对象进行有效的控制。2 智能化测控系统与传统的测控系统相比，通常智能化测控系统与传统的测控系统相比，通常有如下一些特点：有如下一些特点：l能实现程序控制下的多通道、快速实时测量与处能实现程序控制下的多通道、快速实时测量与处理，测试速度显著提高。通常为人工操作传统测理，测试速度显著提高。通常为人工操作传统测控系统测试工效的几倍、十几倍、几十倍甚至更控系统测试工效的几倍、十几倍、几十倍甚至更高。高。l具有自动校正零位、自选量程、自动校准满度等具有自动校正零位、自选量程、自动校准满度等功能，可大大减少系统零漂和温漂所造成的误差，功能，可大大减少系统零漂和温漂所造成的误差，从而不仅可以适当降低系统对传感器、滤波器、从而不仅可以适当降低系统对传感器、滤波器、放大器等一次、二次仪表（电路及器件）的要求，放大器等一次、二次仪表（电路及器件）的要求，而且使智能化测控系统具有更高的精度。而且使智能化测控系统具有更高的精度。l能对传感器、放大器的非线性在不增加任何硬件能对传感器、放大器的非线性在不增加任何硬件的情况下采用软件校正，而且精度高，应用范围的情况下采用软件校正，而且精度高，应用范围不受限制。不受限制。3l 无需另加专用的硬件运算电路，利用CPU强大的运算能力可以对测试数据进行所要求的复杂运算和统计、分析、处理等。l 根据需要，可方便地实现LED、LCD、CRT等显示和打印、记录输出，其中CRT显示和打印输出可以是数据、表格、曲线、直方图等等。l 在许多不同应用场合，往往可以在不改变或很少改变系统硬件电路的情况下，根据不同应用需要，通过修改测控软件便能方便地构成完全满足不同测控要求的新系统的需要。4l 无需另加专用的硬件运算电路，利用CPU强大的运算能力可以对测试数据进行所要求的复杂运算和统计、分析、处理等。l 根据需要，可方便地实现LED、LCD、CRT等显示和打印、记录输出，其中CRT显示和打印输出可以是数据、表格、曲线、直方图等等。l 在许多不同应用场合，往往可以在不改变或很少改变系统硬件电路的情况下，根据不同应用需要，通过修改测控软件便能方便地构成完全满足不同测控要求的新系统的需要。5l在许多情况下在许多情况下，智能化测控系统可采用分时复用技术，智能化测控系统可采用分时复用技术，实现多点测量与控制，这样不仅便于系统扩展，而且能大实现多点测量与控制，这样不仅便于系统扩展，而且能大大简化电路，降低系统成本。通过选用高性能测量放大器、大简化电路，降低系统成本。通过选用高性能测量放大器、A/D转换器等共用模块，可进一步提高系统的精度与可靠转换器等共用模块，可进一步提高系统的精度与可靠性，使系统具有更高的性能性，使系统具有更高的性能/价格比。价格比。l能方便实现传统测控系统无法或难以实现的一些诸如系能方便实现传统测控系统无法或难以实现的一些诸如系统自诊断、参数自动辨识、系统随机误差处理、实现最优、统自诊断、参数自动辨识、系统随机误差处理、实现最优、自适应和模糊控制等复杂规律控制等功能。自适应和模糊控制等复杂规律控制等功能。l允许进行远程操作，随时可以调整设定参数，下达各种允许进行远程操作，随时可以调整设定参数，下达各种操作命令等。操作命令等。l能方便地与其它测控系统和管理计算机、微机化仪器进能方便地与其它测控系统和管理计算机、微机化仪器进行通信，可视需要构成不同规模的实时测量、控制与管理行通信，可视需要构成不同规模的实时测量、控制与管理网络；从而使整条生产线，整个车间乃至整个企业实现科网络；从而使整条生产线，整个车间乃至整个企业实现科学高效运行。学高效运行。61.按被测控参量分类按被测控参量分类 工程上常见的测控参量可分为：工程上常见的测控参量可分为：l电工量电工量 包括电压、电流、电功率、电阻、电感、电包括电压、电流、电功率、电阻、电感、电容、频率、磁场强度等；容、频率、磁场强度等；l热工量热工量 包括温度、热量、比热、热流、热分布，压包括温度、热量、比热、热流、热分布，压力、压差、真空度，流量、流速，物位、液位、界力、压差、真空度，流量、流速，物位、液位、界面等；面等；l机械量机械量 包括位移、形状，力、应力、力矩，质量、包括位移、形状，力、应力、力矩，质量、重量，速度、加速度，振动、噪声等；重量，速度、加速度，振动、噪声等；l物理和化学成分物理和化学成分 包括酸碱度、盐度、浓度、粘度、包括酸碱度、盐度、浓度、粘度、粒度、密度、比重，气体成分、液体成分、固体成粒度、密度、比重，气体成分、液体成分、固体成分等；分等；l状态量状态量 包括颜色、透明度、裂纹、缺陷等五大类包括颜色、透明度、裂纹、缺陷等五大类。7l程序控制系统 程序控制系统属于计算机开环控制系统，计算机根据事先输入的控制条件、动作次序和各类参数按规定的程序顺序进行各项固定的控制。其系统组成框图如图11所示。8l实时闭环控制系统 这类系统工作时，将定时采集被控对象的各项被测参数，并把测量值与设定值相比较，根据偏差的大小、方向、趋势实现调节（控制），通过执行器对被控对象进行控制，最终实现偏差为“0”的控制。这类控制方式能充分发挥计算机的“智能”和实时快速的数据处理能力。因此，它广泛用于生产过程监控、直接数字控制、自适应控制等方面（其系统组成框图如图12所示）。91011按地理、位置和工作任务分散布置；各个计算机系统或智能型设备均可独立完成所需的数据采集、处理、控制和管理任务；各个计算机系统连成局部网络，实现相互通信，为实现同一控制与管理目标而协调工作。1213 还可以按系统所含CPU的数量分为单机测控系统和多机测控系统，以及按系统的用途分为通用型智能化测控系统（例如Honey Well公司推出的TDC3000通用集散控制系统）和专用型智能化测控系统（例如某热处理炉温测控系统）等等。14l一个典型的智能化测控系统通常有以下几个部分组成：l信号发生部分各种传感器、变送器、（监测设备的）信号发生电路等；l数据采集系统包括模拟量、数字量、开关量、脉冲量输入子系统；l信号处理机包括处理器（CPU）本身及配套电路构成的处理机硬件和软件；l信号显示、记录各种模拟、数字或图形显示器、打印机、绘图仪、X-Y记录仪、指示灯、报警器等；l信号输出（控制）包括模拟量、数字量、开关量、脉冲量输出及相应的锁存、转换、功率放大等；l系统的其它配套装置输入设备（键盘等）、各种稳压电源、各种执行器等。151617 准确性高准确性高 传感器、变送器的输出应准确跟随其输入，传感器、变送器的输出应准确跟随其输入，即被测参量变化；其输出输入关系应呈严格的单值关系，即被测参量变化；其输出输入关系应呈严格的单值关系，最好是线性关系，且上、下行程尽可能一致。最好是线性关系，且上、下行程尽可能一致。稳定性好稳定性好 其输出、输入关系随时间的推移和温度的变其输出、输入关系随时间的推移和温度的变化以及外界其它因素干扰的影响愈小，则它们的稳定性化以及外界其它因素干扰的影响愈小，则它们的稳定性愈好，稳定性好其重复性亦好。愈好，稳定性好其重复性亦好。灵敏度高灵敏度高 即希望被测参数较小的变化，传感器就有较即希望被测参数较小的变化，传感器就有较大的输出。这样，便于后续测量与处理。大的输出。这样，便于后续测量与处理。其它指标其它指标 如响应速度、体积重量、安装方式、耐腐蚀如响应速度、体积重量、安装方式、耐腐蚀性和价格等等指标在具体应用时也应一并考虑。性和价格等等指标在具体应用时也应一并考虑。18l又称过程输入通道。根据输入信号形式，它又分成模拟量输入通道和数字量（包括开关量、脉冲量、数字量）输入通道。数据采集系统最主要作用是把各种输入信号经适当调理、处理，最终转化为便于计算机接收和处理的数字信号。19l目前国内设计和研制的各类智能化测控系统的信号处理部分由硬件和软件两个部分组成，其硬件通常由各类单片机、DSP、嵌入式系统及PC系列微机担任。20用户程序（文件）专用应用程序通用应用程序应用软件服务程序及子程序库监控管理程序编译和调试程序操作系统诊断程序引导程序系统软件软件部分21l 1）信号显示信号显示 通常人们都需要了解和观通常人们都需要了解和观察被测参量的瞬时值、平均值、累积值察被测参量的瞬时值、平均值、累积值及随时及随时l间的变化情况等信息，因此智能化测控间的变化情况等信息，因此智能化测控系统一般均有各种形式的显示器或存储、系统一般均有各种形式的显示器或存储、记录设备或记录设备或l者两者兼而有之，作为测控系统与人交者两者兼而有之，作为测控系统与人交互重要环节之一的互重要环节之一的显示器，通常分为模显示器，通常分为模拟式、数字式和屏幕式三种。拟式、数字式和屏幕式三种。22l被测参数的大小由指针（或其它指示器）相对标尺的位置来表示。模拟式显示器主要由电磁偏转机构与偏转机构连动的指针以及分度和固定好的标尺组成。机机构简单、价格低廉和显示直观是模拟显构简单、价格低廉和显示直观是模拟显示的主要优点。示的主要优点。l由于受结构本身及标尺长度的限制，使指示精度受影响，以及在不同位置进行读数会得到不同的结果，即容易引入主观读数误差使模拟式显示的两个主要缺点。23l直接以数字形式显示被测参数数值。数直接以数字形式显示被测参数数值。数字显示消除了读数的人为误差，具有读字显示消除了读数的人为误差，具有读数直接及准确，显示本身不增加系统的数直接及准确，显示本身不增加系统的误差等优点误差等优点，其次数字显示与计算机连，其次数字显示与计算机连接方便，所以数字式显示在自动化仪表接方便，所以数字式显示在自动化仪表和各种测控系统应用中越来越广泛。和各种测控系统应用中越来越广泛。24l 实际上是一种类似电视的显示方式。显示屏幕也叫计算机图形显示器，通常简称CRT或LCD屏。它由计算机控制，同时兼有显示形象性化和易于读数的优点。由于CRT分辨率高、屏幕大，可以在同一屏幕上同时显示多个被测参量的信息，并能以表格、曲线、图形等各种方式显示各被测参量的历史和当前情况。25l（1）打印机 虽然打印机型号众多，体积和性能差异很大，但它们都有一个共同点，即只能接收数字信号。通常在工业现场的小型测控仪表选用各种微型打印机；而在仪表室、实验室等环境条件良好，空间不受限制的场所，通常选用大家熟悉，使用方便的通用24阵或9针打印机、激光打印机。26l绘图仪的种类也很多，有的可接受模拟信号，有的只能接受数字信号，有的模拟、数字两种信号可人选。绘图仪所绘曲线光滑流畅，相对位置精度高；l但因绘图仪价格较贵、体积较大、需定时换纸或换笔（或加墨水）所以它在各种智能化测控系统中应用不很广。XY等笔式记录仪型号也较多，它们一般接收模拟信号，它们的定位精度和价格比专用绘图仪低，也存在需定时换笔换纸的缺点。27（3）磁记录 各种磁卡、磁条和磁盘等。磁盘又分为硬盘、软盘，通常由测控系统中的计算机控制。（4）半导体存储器 优盘、各种E2ROM等。28l智能化测控系统控制主要有两种方式：一种是智能化测控系统控制主要有两种方式：一种是以输出开关（包括脉冲、数字）量以输出开关（包括脉冲、数字）量，控制诸如，控制诸如继电器、电磁阀、可控硅、步进电机等执行器；继电器、电磁阀、可控硅、步进电机等执行器；l另一种输出另一种输出PWM信号或经信号或经D/A转换成模拟信号转换成模拟信号控制伺服电机等控制伺服电机等。通常测控系统处理器最初的。通常测控系统处理器最初的控制信号均为数字量或以高低电平相区分的开控制信号均为数字量或以高低电平相区分的开关（脉冲）量。视执行器的不同，通常需要对关（脉冲）量。视执行器的不同，通常需要对信号作适当的调理，如信号作适当的调理，如D/A、F-V、I-V、V-I转转换和脉宽调制及电压放大、功率放大等。换和脉宽调制及电压放大、功率放大等。29l 1）输入设备输入设备 l2）稳压电源稳压电源 l3）执行器执行器 l4)传输通道传输通道 301.2.11.2.1设计依据设计依据 通常用户单位（委托方）要提出一份完整的可通常用户单位（委托方）要提出一份完整的可作为用户和研制单位之间的合同（协议书）作为研作为用户和研制单位之间的合同（协议书）作为研制方设计该测控系统依据的制方设计该测控系统依据的设计任务书设计任务书。该任。该任务书实际上规定了测控系统应具有的功能和性能，务书实际上规定了测控系统应具有的功能和性能，故它是系统总体方案及系统的硬件、软件设计基础，故它是系统总体方案及系统的硬件、软件设计基础，也是用户单位对该测控系统组织验收的依据。也是用户单位对该测控系统组织验收的依据。31l1 主要技术指标，它包括主要技术指标，它包括l1）系统的精度等级，或允许误差；系统的精度等级，或允许误差；l2）被测量的参数个数、性质及参数变化的范围；被测量的参数个数、性质及参数变化的范围；l3）各被测参数所需的测量速度（次）各被测参数所需的测量速度（次/秒）；秒）；l4）输出控制通道数，输出控制方式（是数字信号、开）输出控制通道数，输出控制方式（是数字信号、开关量、脉冲量还是模拟量输出）；关量、脉冲量还是模拟量输出）；l5）被测、被控对象的分布、范围和相互距离及系统的）被测、被控对象的分布、范围和相互距离及系统的工作环境条件（是否有特殊性，如超高温、超低温、工作环境条件（是否有特殊性，如超高温、超低温、强振动、冲击和腐蚀性环境等）；强振动、冲击和腐蚀性环境等）；l6)6)稳定性要求，例如，对工业过程在线测量，通常要稳定性要求，例如，对工业过程在线测量，通常要求系统长年运行，不需人工调整。求系统长年运行，不需人工调整。322 系统的人系统的人机交互要求，它包括机交互要求，它包括1）显示方式（显示方式（LED显示或显示或CRT显示等），记录方式（打印显示等），记录方式（打印机打印记录还是绘图记录、磁盘存储记录等）的选择与配置机打印记录还是绘图记录、磁盘存储记录等）的选择与配置；2）输入与设定功能，例如光笔、键盘输入、拨盘、开关设输入与设定功能，例如光笔、键盘输入、拨盘、开关设定以及屏幕的菜单设置与鼠标选择等；定以及屏幕的菜单设置与鼠标选择等；3）出错和越限声光报警功能；出错和越限声光报警功能；3 研制开发经费数额及支付、结算方式研制开发经费数额及支付、结算方式4 研制开发计划进度和检查方法研制开发计划进度和检查方法5 验收标准与方法验收标准与方法6 成果的归属成果的归属7 风险责任划分及违约与损失赔偿（额）计算方风险责任划分及违约与损失赔偿（额）计算方式式 除上述条目外，双方还可以根据双方意愿及该课题具体情除上述条目外，双方还可以根据双方意愿及该课题具体情况，加订其它条款。况，加订其它条款。33l降低成本降低成本(测控系统的造价取决于研制成本和生产成本测控系统的造价取决于研制成本和生产成本)l缩短研制周期缩短研制周期l提高可靠性提高可靠性 l操作简便、维护方便操作简便、维护方便 34 表11 设计配套基础 设 计 周 期（月）系 统 样 机 硬件成本标准逻辑、功能芯片及少量分立元件 12 1标准功能模板为主 6 35商品化仪器、工控机 3 61035l l1.开放式系统和规范化设计原则开放式系统和规范化设计原则l2.2.先总体后局部的原则先总体后局部的原则 l3.3.指标分解留有余地的原则指标分解留有余地的原则 36l课题调研课题调研 l课题调研的第一步是文献信息检索，通过专利索引、课题调研的第一步是文献信息检索，通过专利索引、专业文献、新产品目录等跟踪查阅与课题有关的专利专业文献、新产品目录等跟踪查阅与课题有关的专利申请说明、专业杂志、国际、国内会议论文集及新产申请说明、专业杂志、国际、国内会议论文集及新产品说明书等。品说明书等。l课题调研的第二步是深入进行国内情况调研。课题调研的第二步是深入进行国内情况调研。l第三步是对用户测控现场条件、被测控设备情况、工第三步是对用户测控现场条件、被测控设备情况、工作过程与工艺特点作深入的调查和分析研究。作过程与工艺特点作深入的调查和分析研究。37l完成课题调研后，接下来是根据课题提出单位所确定完成课题调研后，接下来是根据课题提出单位所确定的总体要求，主要技术指标及综的总体要求，主要技术指标及综合调研所获得的信息、合调研所获得的信息、资料进行原理方案设计。原理方案设计的第一步是确资料进行原理方案设计。原理方案设计的第一步是确定采用什么检测方法进行各项参数检测，以及选用什定采用什么检测方法进行各项参数检测，以及选用什么传感器才能进行这些参数检测；考虑采用何种算法么传感器才能进行这些参数检测；考虑采用何种算法和选择什么样的执行器进行控制。接下来设计人员从和选择什么样的执行器进行控制。接下来设计人员从系统应具备的功能以及应达到主要技术指标、可靠性、系统应具备的功能以及应达到主要技术指标、可靠性、可维护性、输入输出的要求，系统成本等提出该测控可维护性、输入输出的要求，系统成本等提出该测控课题的功能原理框图。为了能设计出性能课题的功能原理框图。为了能设计出性能/价格比，操价格比，操作、维护方便的测控系统，在作方案论证时应多考虑作、维护方便的测控系统，在作方案论证时应多考虑几种可行方案，经综合分析，互为补充最后择优确定几种可行方案，经综合分析，互为补充最后择优确定实施方案。实施方案。38l 在设计阶段，负责系统总体的在设计阶段，负责系统总体的总设计师，首先要总设计师，首先要合理地把系统总的功能指标逐项分解到各个分系统合理地把系统总的功能指标逐项分解到各个分系统（分机）（分机）；例如，把系统总的精度逐一分解（有的也；例如，把系统总的精度逐一分解（有的也叫允许误差分配），确定传感器部分允许误差是多少，叫允许误差分配），确定传感器部分允许误差是多少，信号调理电路误差多少，信号调理电路误差多少，A/D转换、微机信号处理、转换、微机信号处理、输出等部分允许误差各是多少。分解工作完成后，总输出等部分允许误差各是多少。分解工作完成后，总设计师给各分系统提出具体的设计要求与分工；尔后设计师给各分系统提出具体的设计要求与分工；尔后系统各个部分的设计便全面展开，系统各个部分的设计便全面展开，各分系统设计人员各分系统设计人员在设计出满足总体要求的原理性分机简图后，再在总在设计出满足总体要求的原理性分机简图后，再在总设计师主持、协同下确定、解决各分系统之间的连接设计师主持、协同下确定、解决各分系统之间的连接问题问题。39l信号调理、数据采集、微机及其接口电路、微机外围信号调理、数据采集、微机及其接口电路、微机外围设备、输出电路及执行器和机械固定装置等各部分都设备、输出电路及执行器和机械固定装置等各部分都装配起来后，首先装配起来后，首先应分开调试；直至都实现了规定的应分开调试；直至都实现了规定的功能和达到了规定的指标后，在把传感器和执行器加功能和达到了规定的指标后，在把传感器和执行器加入整个系统进行调试；模拟信号通道都正常后，再把入整个系统进行调试；模拟信号通道都正常后，再把应用软件（通常存储在软盘或应用软件（通常存储在软盘或EPROM上）装入微机，上）装入微机，进行软硬件联调。进行软硬件联调。通过调试能发现问题和故障，跟踪通过调试能发现问题和故障，跟踪测试信号的传输情况和通过编制针对性的调试程序，测试信号的传输情况和通过编制针对性的调试程序，可是识别是硬件造成的故障还是软件造成的故障，进可是识别是硬件造成的故障还是软件造成的故障，进而采取措施排除所有故障，直到整个系统能正常、可而采取措施排除所有故障，直到整个系统能正常、可靠地工作为止靠地工作为止。40l在实验室装配调试通过并试验运行一段时间后，在实验室装配调试通过并试验运行一段时间后，接下来试送到（用户单位）测控现场接下来试送到（用户单位）测控现场】l安装与被测控对象联结起来，进行联机调试。安装与被测控对象联结起来，进行联机调试。该系统在现场能实现计划任务书规定的所有功该系统在现场能实现计划任务书规定的所有功能后，再对计划任务书中规定的各项工作指标能后，再对计划任务书中规定的各项工作指标（比如精度、抗干扰能力、处理速度等等）逐（比如精度、抗干扰能力、处理速度等等）逐项进行考核。若某一项或几项达不到规定指标项进行考核。若某一项或几项达不到规定指标时，应首先设法改进软件，如仍达不到要求时时，应首先设法改进软件，如仍达不到要求时再对个别的硬件作尽可能小的改动，这样不断再对个别的硬件作尽可能小的改动，这样不断改进、调试、测量、修改，直到全部指标达到改进、调试、测量、修改，直到全部指标达到设计要求为止。设计要求为止。41l系统在现场运行正常后，便可着手整理所有硬系统在现场运行正常后，便可着手整理所有硬件和软件设计资料并加上必要的说明，件和软件设计资料并加上必要的说明，l汇编成册。另一个方面，请试用该测控系统的汇编成册。另一个方面，请试用该测控系统的操作人员及时记录各种测控数据，并请质检或操作人员及时记录各种测控数据，并请质检或计量部门复核。据此，整理出验收或鉴定所需计量部门复核。据此，整理出验收或鉴定所需的最后文件。一般说，若该测控系统被技术鉴的最后文件。一般说，若该测控系统被技术鉴定委员会，或双方认可的验收组验收通过，则定委员会，或双方认可的验收组验收通过，则便可认为智能化测控系统的设计、研制工作已便可认为智能化测控系统的设计、研制工作已告全面完成。告全面完成。42 总体方案完成后，接下来便可着手进行系统硬件和软件的设计。智能化测控系统的硬件有广义和狭义之区别，广义上的系统硬件时软件以外的所有硬设备。即从传感器、放大调理电路、A/D转换电路、微机主机及其外设（包括输入、显示、记录）以及各种稳压电源、控制器、执行器等，都是广义上的硬件；狭义上的硬件是指微机主机，通常包括其外围接口及输入、输出、显示、记录等设备。下面以工程上需求最多，大家最为关注的以专用型单机系统为例介绍智能化测控系统广义上的硬件设计方法。43 微处理器是智能化测控系统的核心部件，它的特性不仅对整个系统的数据处理能力、处理速度、对接口芯片的选择、硬件设备的配备和软件设计的繁简有重大的影响，而且还直接影响到系统的中断能力、抗干扰能力、扩展能力、功耗、成本等。此外微处理器的选择还影响到印刷线路板布线是否方便以及是否易于和其它智能设备进行通信等。总之，微处理器的选择对整个测控系统的设计，特别是数据采集系统以及对外通信和输出控制，微机主机的外围接口电路等硬件设计和整个软件设计工作影响很大，并直接影响系统的性能和指标。44l使系统能完成规定的任务 l处理速度上要满足系统要求 l有利于降低整机成本 l其它特性 45l 测控系统硬件的主要功能是实现被测非电量到电量的转换（若被测量就是电量，则不用此环节），进行模拟信号调理（包括放大、滤波等），完成信号的模/数（A/D）转换，为开关量（包括频率、脉冲量）配置适当的调理电路及为微处理器提供完成系统规定任务而配置必需的输入、输出接口电路（包括显示、记录、通信、控制等）和一定容量的RAM、ROM、中断申请电路、时钟电路、掉电保护电路、故障诊断和恢复电路等等。l专用型测控系统硬件设计的原则是技术合理、简单实用、成本低廉、操作简便、使用可靠。46 开开 始始 系统指标量化系统指标量化 硬、软件分工硬、软件分工 硬件指标量化硬件指标量化 画硬件总框图画硬件总框图 分块画出详细逻辑图分块画出详细逻辑图 借助试验板进行部分电路模拟试验借助试验板进行部分电路模拟试验 分别画印刷线路图分别画印刷线路图 制板及外购件测试、老化、筛选制板及外购件测试、老化、筛选 焊接、装配自制模板焊接、装配自制模板 自制模板调试自制模板调试 组装成硬件系统组装成硬件系统 编写测试程序调试硬件编写测试程序调试硬件 完成样机调试完成样机调试 硬、软件联调硬、软件联调 结结 束束47l1.4.1软件开发的任务与步骤l软件指标细化与任务分块l程序框图设计l编程 l子程序调试 l汇编与系统联调 l现场联调 l文件整理 48l测控系统的应用软件即用户监控程序设计，通常采用模块化设计方法。首先将整个任务按功能分成一系列子任务或模块，这些子任务又可进一步再分成若干个子任务，一直分到最下层，使每一模块仅完成一个相对独立的小任务，使编写容易、调试方便。这种方法称为“模块化程序设计”。49l1.一个个单个模块程序易于编写、查错和测试；l2.完整的小模块程序可方便地被其它程序模块任意调用，也可移植到以后研制的智能化测控系统中去；l3.模块化程序设计有利于程序员之间的任务划分，困难的模块让又经验的程序员来编写。此外，还可充分利用以前设计并调试通过的程序模块；l4.对系列化的智能化测控系统，其监控程序的差异往往仅几个模块，不同型号的系统仅需调换这几个模块即可，而无需全面修改整个程序；l5.模块化程序便于查错，容易调试、检查与修改，且不相互影响；l6.有利于掌握软件开发的过程，因为几个模块完成了，还有多少模块未完成等一清二楚，有利于协调。50l任何一种优良的智能化测控系统都离不开高性能数据采集系统。数据采集是智能化测控系统的基础。数据采集系统的设计水平直接影响到整个智能化测控系统的测控精度、测控能力与系统成本。故数据采集系统的优化设计历来倍受人们的重视。l 51 根据输入信息的形式，智能化测控系统的数据采集根据输入信息的形式，智能化测控系统的数据采集系统又可分为模拟量输入子系统（简称模入子系系统又可分为模拟量输入子系统（简称模入子系统），又称模拟量输入通道（简称模入通道）和数统），又称模拟量输入通道（简称模入通道）和数字量输入子系统（简称数入子系统），也称数字量字量输入子系统（简称数入子系统），也称数字量输入通道。输入通道。数字量输入子系统用于处理和接收诸如各种开关电路、数数字量输入子系统用于处理和接收诸如各种开关电路、数字式传感器（变送器）、数字拨盘、面板式数字仪表、各种字式传感器（变送器）、数字拨盘、面板式数字仪表、各种比较脉冲发生电路及其它带比较脉冲发生电路及其它带CPU的智能化仪表计算机所产生的智能化仪表计算机所产生的信号。这些信号均可用电平的高和低或它们的组态表示，的信号。这些信号均可用电平的高和低或它们的组态表示，相当于二进制数的相当于二进制数的“1”和和“0”及它们的组态。及它们的组态。模拟量输入子系统的作用是对测控系统所属各传感器来模拟量输入子系统的作用是对测控系统所属各传感器来的模拟电信号进行适当的调整、放大、滤波及最终把模拟信的模拟电信号进行适当的调整、放大、滤波及最终把模拟信号转换成数字化代码（即完成通常所说的模拟号转换成数字化代码（即完成通常所说的模拟/数字转换数字转换A/D转换）供计算机采集、处理。转换）供计算机采集、处理。52l智能化测控系统通常要监控大量的形成开关、继电器、接触器、按键和各种报警电路的状态。工程上，习惯称这类只有“开”（断开）和“关”（闭合）或信号“有”与“无”两种状态为开关量。l由于开关量种类很多，其信号的形式有电压、电流、电阻等不同形式。为了使计算机能接收、处理这些开关量信号，必须把电流、电阻型开关量转换成符合TTL逻辑电平的电压量。53l(a)最简单的直流信号电压TTL电平转换电路 l（b）带光电隔离的直流信号电压TTL电平转换电路lTTL逻辑电平：54l1）使测控系统计算机（开关量）输入回路与通常电压较高的开关量供电源在电气上完全隔离；从而极大地减少计算机系统受到以外损害的可能性；l2）各个开关量输入电路相互独立，互不干扰，有利于建立规模较大的测控系统；l3）因为光电耦合器是电流型器件，所以该电路对幅值大，作用时间短，能量小的瞬态尖峰电压干扰有很强的抑制能力。552.电流型开关量信号转换电路电流型开关量信号转换电路 a)不带隔离的转换电路 b）采用光电耦合器的隔离转换电路56l电阻型开关信号转换电路有两种形式，即开关和电阻相串联以及开关和电阻相并联。它们可分别采用图2-4(a)、(b)所示的转换电路。575859601 1、几种使用消颤方法、几种使用消颤方法 l1）选用无触点开关）选用无触点开关l解决开关抖动最简单方法是选用无触点的湿簧（水银）解决开关抖动最简单方法是选用无触点的湿簧（水银）继电器代替有机械触点的各类机电式开关。但由于湿继电器代替有机械触点的各类机电式开关。但由于湿簧继电器的功率通常较小和价格相对昂贵使其应用受簧继电器的功率通常较小和价格相对昂贵使其应用受到很大的限制。为此，需从硬件电路或软件处理方面到很大的限制。为此，需从硬件电路或软件处理方面寻求解决开关抖动的办法。寻求解决开关抖动的办法。l2）采用硬件消颤电路）采用硬件消颤电路l在开、闭时有抖动的继电器机械触点后面加接如图在开、闭时有抖动的继电器机械触点后面加接如图2-7所示简单电路就可消除开关触点抖动的不良影响。所示简单电路就可消除开关触点抖动的不良影响。6162 该电路不但消除了开关抖动造成的不良影响，该电路不但消除了开关抖动造成的不良影响，而且能使电路在新的开关状态完全可靠确立之前就而且能使电路在新的开关状态完全可靠确立之前就可靠、快速地进入了新的逻辑状态。鉴于此，在需可靠、快速地进入了新的逻辑状态。鉴于此，在需要计算机对某些重要回路的机电开关动作作出快速要计算机对某些重要回路的机电开关动作作出快速反应的场合（通常采用中断输入方式），采用此电反应的场合（通常采用中断输入方式），采用此电路将具有可靠和快速的特点。路将具有可靠和快速的特点。图图2-7电路的核心是一个基本的电路的核心是一个基本的RS触发器，触发器，由于其触头由于其触头2不可能与不可能与1和和3两个触点同时接触，这两个触点同时接触，这就从根本上消除了就从根本上消除了RS触发器固有的因触发器固有的因R和和S两输两输入端同时为高，而导致电路输出不确定的缺陷。因入端同时为高，而导致电路输出不确定的缺陷。因此，该电路在这儿应用具有简单、可靠、实用等优此，该电路在这儿应用具有简单、可靠、实用等优点。点。63 除上述两种方法外，还可采用软件的方法处理，除上述两种方法外，还可采用软件的方法处理，除机电式开关开、闭时的抖动造成的开关量信号输入除机电式开关开、闭时的抖动造成的开关量信号输入的不稳定问题。具体方法为计算机对每组具有机械触的不稳定问题。具体方法为计算机对每组具有机械触点的开关信号量采样时，重复多次读入并进行比较。点的开关信号量采样时，重复多次读入并进行比较。若重复读入的时间大于在开关开、闭（从触头与一触若重复读入的时间大于在开关开、闭（从触头与一触点开始断开到与另一触点可靠接触）动作周期，且该点开始断开到与另一触点可靠接触）动作周期，且该组开关量前后读数相同；则可认为这组开关量输入数组开关量前后读数相同；则可认为这组开关量输入数据有效；若在此期间前后读数不一致，则需重读，直据有效；若在此期间前后读数不一致，则需重读，直至满足上述条件，以确保读入的开关量数据可靠。至满足上述条件，以确保读入的开关量数据可靠。6465VK为开关外接电压，VD是二极管正向压取0.5V，VF为光耦发光二极管正向压降约为1.2V，VZ为稳压管标准稳压值。正常情况下，VK值稳定，稳压管微导通（VT），光耦发光二极管得到约10mA电流；一旦A点电位随VK意外上升超过VT，稳压管反向击穿；这时流过开关K、二极管D和R1的电流虽然增大了，但由于稳压管的分流和箝位作用，A点电位基本维持在VT，使光耦输入电流IF基本上仍保持在10mA左右，达到了保护光耦和整个开关量输入回路不被损坏的目的。66l在设计智能化测控系统一般开关量输入通道时，应先按测控区域（或对象）分成若干块，然后再分区域按信号的不同形式分成几大类，接下来再按信号幅度大小逐步分级分组。同一对象同一区间的开关量尽可能就近编在同一组。为接口和输入方便，最底层应以8个开关量为1组，并相应为每组设置一个8位输入缓冲器。通过按区域（对象）层层分组，可构成智能化测控系统简洁、排列有序、输入和处理方便的开关量输入系统。67l l1.虽然不同型号的CPU型号其I/O端的译码电路可能有差别，但不论采用任种型号CPU其线一定要参与译码；l2.开关量通道很多，译码芯片较多时，要充分考虑系统数据和地址总线的负载能力，一般超过8个负载就应另加总线驱动。68l2.3.1 中断开关量与中断开关量与CPU简易接口方式简易接口方式 中断开关量输入通道有关信号变换、隔离、中断开关量输入通道有关信号变换、隔离、防抖动、过压保护等信号调理部分都与同类一般防抖动、过压保护等信号调理部分都与同类一般开关量输入通道相同，在中断开关量数目小于开关量输入通道相同，在中断开关量数目小于CPUCPU外中断线数时，可把信号调理后的中断开关量直外中断线数时，可把信号调理后的中断开关量直接与接与CPUCPU的各外中断引脚相连。在连接时注意以下的各外中断引脚相连。在连接时注意以下两点：两点：1.1.根据各中断开关量的作用和特点确定它们根据各中断开关量的作用和特点确定它们的优先级，并对号入座与的优先级，并对号入座与CPUCPU各级中断（引脚）一各级中断（引脚）一一相连；一相连；2.2.2.2.调整中断开关量的输入通道，使之满调整中断开关量的输入通道，使之满足足CPUCPU外中断对信号的要求（通常为低电平或负跳外中断对信号的要求（通常为低电平或负跳变有效）。变有效）。697071l1.不论不论CPU实际执行各开关量对应中断服务程序需实际执行各开关量对应中断服务程序需要多少时间，最后都能返回主程序；并从根本上彻底要多少时间，最后都能返回主程序；并从根本上彻底杜绝图杜绝图2-10这类常用接口电路可能因一个开关量一次这类常用接口电路可能因一个开关量一次状态变化使状态变化使CPU重复响应多次的错误；重复响应多次的错误；l2.不论是不论是CPU在响应和执行有关开关量中断处理服务在响应和执行有关开关量中断处理服务程序期间，该组另有其它开关量状态发生变化，还是程序期间，该组另有其它开关量状态发生变化，还是CPU在执行级别更高的中断暂时无法响应该组中断开在执行级别更高的中断暂时无法响应该组中断开关量变化引起的中断；该电路均具有关量变化引起的中断；该电路均具有“中断挂号中断挂号“作作用（只要用（只要CPU没有响应此中断，没有响应此中断，373没有输出该组开关没有输出该组开关量最近状态，其中断申请将始终有效）；量最近状态，其中断申请将始终有效）；l3.3.此电路能可靠监视该组开关量的任何变化，不论是此电路能可靠监视该组开关量的任何变化，不论是“1”“0”的变化，还是的变化，还是“0”“1”的变化，一旦的变化，一旦状态改变，比较器立即就会产生中断申请。状态改变，比较器立即就会产生中断申请。72 应用于生产过程的智能化测控系统应用于生产过程的智能化测控系统除大量的模拟量输入通道和一些一般开除大量的模拟量输入通道和一些一般开关量中断开关量外，通常还带有一定数关量中断开关量外，通常还带有一定数量的特殊开关量频率、脉冲量的输入通量的特殊开关量频率、脉冲量的输入通道。频率、脉冲量就其信号的形式而言，道。频率、脉冲量就其信号的形式而言，它很像开关量，只有高低两种状态，而它很像开关量，只有高低两种状态，而就其信号属性看，又具有模拟量连续的就其信号属性看，又具有模拟量连续的特点，因此它是兼有数字量和模拟量特特点，因此它是兼有数字量和模拟量特点的特殊输入量。点的特殊输入量。73由于在智能化测控系统中频率、脉冲量是由于在智能化测控系统中频率、脉冲量是比较容易实现低成本、高精度测量的一种比较容易实现低成本、高精度测量的一种电量，因此频率脉冲信号除直接来自测速、电量，因此频率脉冲信号除直接来自测速、测长、计数、测时等各种光电、机电、磁测长、计数、测时等各种光电、机电、磁电、霍耳等传感器外，往往还包括经电、霍耳等传感器外，往往还包括经V/F、VCO电路转换成频率、脉冲信号的其它电电路转换成频率、脉冲信号的其它电压信号。所以频率、脉冲量测量技术和输压信号。所以频率、脉冲量测量技术和输入通道优化设计方法受到人们普遍重视。入通道优化设计方法受到人们普遍重视。下面就频率、脉宽、周期测量的有关问题下面就频率、脉宽、周期测量的有关问题分述如下。分述如下。74 从传感器和振荡电路产生的频率信号波形可能从传感器和振荡电路产生的频率信号波形可能各种各样（如正弦波、三角波、矩形波、锯齿波），各种各样（如正弦波、三角波、矩形波、锯齿波），其幅度差异可小至几个微伏大至十几伏，甚至更高。其幅度差异可小至几个微伏大至十几伏，甚至更高。频率（脉冲）量信号调理电路主要是信号进行放大频率（脉冲）量信号调理电路主要是信号进行放大或衰减和限幅整形，将波形幅度各异的频率（脉冲）或衰减和限幅整形，将波形幅度各异的频率（脉冲）信号变成满足计算机接口要求、符合信号变成满足计算机接口要求、符合TTL电平规范电平规范的等幅矩形脉冲序列。对于幅度小于的等幅矩形脉冲序列。对于幅度小于2.4V的频率、的频率、脉冲信号，需要先放大、再经限幅、整形后才能输脉冲信号，需要先放大、再经限幅、整形后才能输入计算机，图入计算机，图2-13就是这样一组小信号频率量调理就是这样一组小信号频率量调理电路。电路。75 频率量测量通道要根据被测量频率量的频率范围、要求达到测量精度以及与其接口的计算机(包括单片机和微处理器)本身的结构特点和硬件资源配置情况统筹进行优化设计。频率量测量通常可分为计数测频法和计时测周法以及改进测周法三种。76 频率量信号频率量信号f i经调理电路进行放大（衰减）整形经调理电路进行放大（衰减）整形后变成标准的后变成标准的TTL矩形脉冲序列，该信号经过一个矩形脉冲序列，该信号经过一个由时基电路控制的闸门，送计数器进行计数。时基由时基电路控制的闸门，送计数器进行计数。时基电路经适当分频产生诸如电路经适当分频产生诸如1S、0.5S、0.25S等便于处等便于处理的时间基准。门控电路根据时基间隔理的时间基准。门控电路根据时基间隔t对闸门进行对闸门进行控制。门控电路在时基信号的作用下，按确定的时控制。门控电路在时基信号的作用下，按确定的时间间隔打开和关闭闸门，并在门控电路由间间隔打开和关闭闸门，并在门控电路由“1”“0”即停止计数的瞬间向即停止计数的瞬间向CPU申请中断。申请中断。CPU响响应电路后，从计数器读入该测量时间应电路后，从计数器读入该测量时间t内所计得的脉内所计得的脉冲数，再算出所测信号的频率；然后通过冲数，再算出所测信号的频率；然后通过I/O线对计线对计数器清数器清“0”，等待下次测量，等待下次测量。77)(HZtNfiiittNtNtNNttfNNff)()()(2ttNtNNtffttNN式中ti为闸门打开时间，单位为秒；Ni为计数器所计脉冲数。由（28）式可分析计数测频法的误差：78)()(maxttNNff式中，为测频相对误差；ff 为计数相对误差；NN 为闸门控制时间的相对误差。tt计数测频法测频误差来源于计数误差和闸门控制误计数测频法测频误差来源于计数误差和闸门控制误差亦被称为时基误差。差亦被称为时基误差。79 闸门控制误差与石英晶体振荡频率的稳定度，整闸门控制误差与石英晶体振荡频率的稳定度，整形、分频和闸门的电路的响应速度稳定度有关。目形、分频和闸门的电路的响应速度稳定度有关。目前整形、分频等电路的响应速度一般为前整形、分频等电路的响应速度一般为10ns左右，左右，其重要性误差已在其重要性误差已在0.1ns以下，与通常为秒级的测量以下，与通常为秒级的测量时间时间t相比已是一个高阶小量。因此，可以认为闸相比已是一个高阶小量。因此，可以认为闸门控制误差主要取决于晶振的稳定度。品质较好的门控制误差主要取决于晶振的稳定度。品质较好的微机采用的石英晶体频率稳定度误差微机采用的石英晶体频率稳定度误差 通常小于通常小于 5V）单电源方式工作；l（11低功耗，静态电流 ；适合采用电池的单电源低功耗应用；l（12）工作温度范围 ；8引脚DIP和16引脚的SOL封装。AVoS50/25.0VpF6/1010nA2dB115V40VV1825.2mA385408540129GGRKRRG501211当外接RG阻值从 变化时，就能方便地获得G=1000G=2的增益；若作阻抗变换的跟随器方式应用，这时RG不接（即 ），G=1。K50001.5R130lAD612、AD614是内部带有激光自动修整工艺制作的高精度电阻网络可供（用户连接）高精度地获得11024倍二进制增益的、高精度、高速测量放大器。AD612与AD614内部功能电路和外脚封装、引脚定义均一样；不同之处在于设计和工艺上保证AD612在具有良好的交流和动态性能基础上，获得相对更为优良的直流特性，而AD614在具有良好的直流特性的基础上，其交流和动态性能更为优良。AD612、AD614的主要性能指标如下：131（1）增益控制有外接RG的方式和通过引脚之间适当短接方式（可方便和高精度地实现11024二进制增益选择）两种；（2）增益非线性误差为百万分之一；（3）输入失调电压 200 uV ；（4）最大温漂视型号不同为15 uV/；（5）输入阻抗为；（6）输入偏置电流100 n A；（7）共模抑制比74dB（G=1）和94 dB（G=1024）；（8）在G=1、G=128和G=1024时，AD612和AD614允许信号频带（3dB）宽分别为100KHZ、60KHZ和10KHZ及100KHZ、160KHZ、20KHZ；（9）工作电压；（10）静态电流；（11）工作温度范围 ；pF3/109VV188mA88525132133AD612、AD614测量放大器其增益选择、控制有两种方式，一种是与其它测量放大器那样通过外接RG电阻来实现，一种是利用其片内精密电阻网络来获得。采用外接电阻时，只需把电阻RG的两端分别接到AD612、AD614的脚与脚上即可。其增益 GGRKRRG801211为保证AD612、AD614增益的精度和稳定性，不仅要求外接电阻RG阻值具有4个有效数字以上的准确度，而且要求其温度系数要 。/10ppm134l先试把测量放大器、三引脚相连后与相连，这时得测量放大器得增益：596156.0/27.1/33.5/67.26/80801801KKRKGGG还不到600，为此，我们又在此基础上在测量放大器的和之间加上一只47 的精密线绕电位器作微调作微调。K135l由于外接电位器并入电路的阻值约为27左右，而实际使用的片内各并联权电阻的等效电阻约为134左右；这样流过外接RG的电流约为流过内电阻的电流0.5左右。由于片内权电阻温度系数小且与片内第一级放大器的A1、A2运放的40反馈电阻的温度系数几乎相等；所以，即使外接电位器的温度系数较大，但因流经该电位器的电流占整个RG的总电流份额很小，而使测量放大器的增益具有很好的温度稳定性。136160002121CRCfl该芯片（1）（12）引脚用于选择确定增益；（24）、（23）为A2、A1的同相端，即测量放大器的差动输入端；（22）、（21）为调零端；（20）、（19）为供电电源端；典型值为；（18）、（17）是空脚；（16）引脚用于改善测量放大器动态特性，在（16）和测量放大器输出端（14）引脚之间应接一电容，其值根据所需带宽确定，计算公式如下：137138 上图，（15）脚为保护端，一般由它经普通运放（如741）构成的同相跟随器驱动输入信号线的屏蔽层；（14）为测量放大器的输出端，它具有很低的输出阻抗（典型值为0.15）；（13）为参考端，通常它与负载相连，也可接一固定的电位。139l隔离放大器（Isolation Amplifier）又称隔离器。其输出电路与输入电路和供电电源之间没有电气上的耦合，信号的传递及电源能量的供给均通过磁（或光）路来实现。它除具有一般运放的性能特点外，其输入、输出和供电电源之间具有良好的电气绝缘性能，能够承受高达千伏以上的高共模电压。1401、隔离放大器的原理示意图、隔离放大器的原理示意图1412.隔离放大器AD293/AD294内部电路142l（1）输入功能电路，包括输入滤波、放大和调制等电路；l（2）输出功能电路，包括输出解调、滤波、放大等电路；l（3）用于输入和输出之间作信号传递电气隔离的信号耦合变压器电路；l（4）隔离电源。（1）（1）（1）（1）（1）（1）143 隔离放大器的输入功能电路采用浮空方式（不与隔离隔离放大器的输入功能电路采用浮空方式（不与隔离放大器的输出部分共地），它把从输入端引入来自传感器放大器的输出部分共地），它把从输入端引入来自传感器的微弱信号经滤波放大、调制后转化为（与输入信号幅度的微弱信号经滤波放大、调制后转化为（与输入信号幅度成正比的）交流信号；成正比的）交流信号；此交流信号经一高绝缘超小型信号耦合变压器，传至此交流信号经一高绝缘超小型信号耦合变压器，传至输出功能电路；由输出功能电路中的解调器把正比于原始输出功能电路；由输出功能电路中的解调器把正比于原始直流（或缓变直流）信号的交流信号还原为直流信号，尔直流（或缓变直流）信号的交流信号还原为直流信号，尔后经滤波、放大后输出（电压范围通常为后经滤波、放大后输出（电压范围通常为 ）。）。V100 隔离放大器的信号耦合变压器组件设计和制造工艺是隔隔离放大器的信号耦合变压器组件设计和制造工艺是隔离放大器的核心技术。离放大器的核心技术。AD公司采用混合磁性陶瓷材料为公司采用混合磁性陶瓷材料为AD293/AD294制作的微型变压器具有很高的绝缘性能，且制作的微型变压器具有很高的绝缘性能，且损耗很小。隔离放大器的信号传递，电气隔离功能和内部各损耗很小。隔离放大器的信号传递，电气隔离功能和内部各部分电路电源的变换都是通过该变压器实现的。部分电路电源的变换都是通过该变压器实现的。144（1）高共模电压范围，；l（2）增益G=11000可调；l（3）最大增益非线性误差，l 其余型号为 ；l（4）差动输入阻抗 ，l 共模输入阻抗；l（5）输入差分电流2.5 kHz;l（7）失调电压（）mV；VAD2500293VAD8000294%05.0293BAD%1.0pF150/108pF30/10510G/108145（8）失调电压温度系数AD293A为（)u V/，其余型号为（）u V/；（9）额定输出阻抗 ；（10）额定输出电压范围 ；（11）供电电压DC 保证以上指标）；（12）静态电流，10mA，-1mA；（13）工作温度40+100(AD293A)，其余 55125；（14）采用类似双列直插的40引脚器件封装，尺寸为 ，实际引脚数为19。G/15025G/10051V10%515V35.086.064.2146147AD293/AD294总的增益由输入电路增益(其内部亦为一差动输入的测量放大器)和输出电路增益的乘积构成。其输入电路增益 ,这里要求 ，所以GI的范围为1100；其输出电路增益取决于RA和RB的比值，G0允许范围为110。GIRkG1001 kRG1BBARRRG)(0148 程控增益放大器程控增益放大器(Programmable Gain Amplifier),简称简称PGA。是一种随着大规模集成。是一种随着大规模集成电路技术进步和智能化测控系统和智能化（微电路技术进步和智能化测控系统和智能化（微机化）机器的迅速发展、推广应用应运而生且机化）机器的迅速发展、推广应用应运而生且发展迅速的新一代高性能通用可程控测量放大发展迅速的新一代高性能通用可程控测量放大器。其增益直接可由器。其增益直接可由CPU通过程序经并行输出通过程序经并行输出口以口以TTL逻辑电平进行程控，非常适合作智能逻辑电平进行程控，非常适合作智能化测控系统中多回路分时复用结构的模入子系化测控系统中多回路分时复用结构的模入子系统的共用测量放大器使用。统的共用测量